电学计算题专题复习.docx
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电学计算题专题复习
（十二）电学计算题专题复习
（一）串、并联电路部分
1、如图1所示，电源电压恒定，R1=R2=30Ω，当开关S断开时，电流表的示数0.2A，求：
（1）电源电压；【12V】
（2）当开关S闭合时，电流表的示数。
【0.4】
图1
2、如图2所示电路，电压不变，灯炮L标有“6V3W”的字样，闭合开关s，小灯泡L恰好正常发光，电流表A的示数为1.5A。
求：
（1）灯L的电阻；【12Ω】
（2）电阻R1的阻值；【6Ω】
（3）开关s闭合5min后，整个电路消耗的电能。
【2700J】
图2
3、如图3所示，已知电源电压为12V保持不变，电阻R1为8Ω，滑动变阻器的最大阻值R2为16Ω。
试问：
（1）当滑片P从a端滑到b端，电压表和电流表的变化范围是多少？
【4v～12V、0.5A～1.5A】
（2）若用“8V4W”的灯泡换下电阻R1，要使灯泡正常发光，变阻器接入电路的电阻值是多少？
【8Ω】
4、如图4所示，已知电源电压为12V，且保持不变，灯泡标有“8V4W”的字样，滑动变阻器R0的最大阻值为16Ω。
求：
（1））要使灯泡正常发光，变阻器接入电路的电阻是多少?
【8Ω】
（2）当滑片P从a端滑到b端的过程中，电流表和电压表
的变化范围是多少？
【0.375A～0.75A,6V～12V】
图4
5、如图5所示，它是一种自动测量汽车油箱内油面高度的装置。
A为浮子，R2为转动式变阻器,其最大阻值为36Ω，定值电阻R1=12Ω，电源电压U=24V，当汽车油箱装有20L汽油时，滑片P刚好指在变阻器R2的中点，试问：
（1）这个装置图在设计上应用了那些物理知识？
（至少说三点）
【浮力、杠杆、滑动变阻器、电流表】
（2）当汽车油箱装有20L汽油时，油量表的示数是多少？
【0.8A】
（3）当油量表示数最小时，R1消耗的功率是多少？
【3W】
图5
6、如图6所示电路，当开关闭合，滑动变阻器R2的滑片滑到a端时，电流表示数为0.75A，标有“6V3W”的小灯泡正常发光；当开关断开，滑动变阻器的滑片滑到b端时，电压表示数为4.5V。
试求：
（1）电源电压；【6V】
（2）R1的电阻；【24Ω】
（3）滑动变阻器的最大阻值。
【36Ω】
7、如图7所示，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝15Ω。
当开关S1、S2都断开时，电流表示数为0.2A，当开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A，求：
（1）电源电压；【9V】
（2）R3的阻值。
【45Ω】
图7
8、在图8所示的电路中，电源两端的电压保持不变。
只闭合开关S，当滑片P移至滑动变阻器R2的中点时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电流表A的示数为I1，电阻R1消耗的电功率为P1。
闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的A端时，电压表V1的示数为U1′，电压表V2示数为U2′，电流表A的示数为I2，滑动变阻器R2消耗的电功率为1.6W。
闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的B端时，电流表A的示数为I3，电阻R3的电功率为P3。
已知U1＝3U′/2，U2＝U2′/2′。
求
（1）电流I1与I2的比值。
【1：
2】
（2）电功率P1的大小。
【1W】
（3）电功率P3的大小。
【6.4W】
图8
9、如图9所示，小红同学自制了一个卡通福娃，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。
她选用规格为“6V3W”的红灯和“6V6W”的绿灯及“18Ω1.5A”的滑动变阻器等元件设计了如下电路。
当闭合开关S、S1、S2、滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光（电源电压不变）。
问：
（1）电源电压为多少伏?
【6V】
（2）两灯都正常发光时电流表的示数为多少?
【1.5A】
（3）S、S2闭合、S1断开，电流表示数为0.25A时．滑动变阻器
连入电路的电阻为多少?
【18Ω】
图9
（4）该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少?
【9W,1.2w】
10、小明利用标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2进行实验。
⑴当L1正常发光时通过的电流多少A？
【1A】
⑵如10图所示，OA和OB分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。
现将两灯连入图11所示电路，要使其中一个灯泡正常发光，电路中电流表的示数为多少A？
【0.5A】电源的电压是多少？
【9V】电路消耗的总功率为多少？
【4.5W】
图11
图10
11、如图12所示，电源电压为24V，并且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为36Ω，小灯泡上标有“12V6W”的字样。
（1）灯泡正常工作时的电流是多少A？
【0.5A】
（2）当S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路中的阻值是多少？
【24Ω】
图12
（3）保持
（2）中滑动变阻器的位置不变，闭合S、S1、S2，此时电流表示数相比
（2）中变化了1A。
求R0的阻值是多少Ω？
【48Ω】
12、如图13所示，R1=400Ω，R3的变阻范围是0~20Ω，电源电压U保持12V不变。
（1）当K断开、滑片P滑到B点时,电路消耗的总功率是1.2W，求R2的阻值；【100Ω】
（2）当K闭合、滑片P滑到A点时,求电路中每分钟释放的总热量。
【108J】
图13
13、如图14所示电路中，小灯泡L标有“6V3W”字样，R2=12Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为0.8A，这时小灯泡L正常发光，求：
⑴电源电压U【6V】；
⑵电阻R1的阻值【20Ω】；
⑶当S1、S2都断开时，小灯泡L消耗的功率【0.75W】。
图14
（二）家用电器部分
1、今年春节，小兵家买来一台电磁灶，其说明书如下表，锅吸收的热量不计，试问：
××牌电磁灶
额定电压
220V
额定功率
2000W
频 率
50HZ
（1）在额定电压下通过电磁灶的电流是多少？
【9.09A】
（2）在额定电压和1标准大气压下要把2kg的20℃水烧开需要多少时间？
【5.6min】（C水＝4.2×103J/kg.℃）
（3）若实际电压只达到200V，电磁灶要把同样的水烧开，又需要多少时间？
【6.78min】
2、如图1甲所示为现在家庭、宾馆常用的电水壶，图乙是该电水壶的铭牌。
某同学用这种电水壶烧开水，他将水盛至最大水量，测得水的温度是20℃，通电5min水被烧开（标准大气压下）。
通过计算回答下列问题：
（1）电水壶正常工作时的电流是多少？
【5A】
（2）水吸收多少热量？
【2.688×105J】
（3）电水壶正常工作的热效率是多少？
（保留两位小数）【82％】
电水壶
最大水量
0.8L
额定电压
220V
额定功率
1100W
频率
50Hz
（4）一天，由于电压偏低，通过电热壶的电流为4A，要把同样的水烧开，需要多少时间？
【7.81min=468.75S】
图1
乙
×××热水袋
额定电压
220V
额定功率
500W
容量
1kg
加热时间
8—10min
3、小红很孝敬长辈，今年冬天，她买了一个热水袋给奶奶取暖。
热水袋的参数如下表,（C水=4.2×103J/kg.℃）。
求：
（1）热水袋的水从20℃加热到80℃需要多少热量？
【2.52×105J】
（2）在额定电压下，达到上述效果热水袋要加热多少时间？
【8.4min】
（3）有一次，用热水袋加热12min，才达到同样效果，其原因
是什么？
【电压小于额定电压，热水袋的电阻不变，所以实际功率小于额定功率】
4、某电吹风的简化电路图如图2所示，R1、R2是发热电阻丝，M是电动机。
开关S1闭合后，S2接l、2时吹冷风，通过电动机的电流为O.1A；S2接2、3时吹温风，R1的阻值为110Ω。
S2接3、4时吹热风，电吹风的总功率为1100W。
电源电压为220V。
试求：
（1）吹冷风时，电动机的功率是多少?
【22W】
（2）吹温风时，通过R1的电流是多少?
【2A】
（3）吹热风时，R2的电阻是多少?
（结果保留小数点后两位）【75.86Ω】
图2
5、在社会实践活动中，小明自制了亮度可以调节的小台灯，其电路及灯泡规格如图3所示。
（1）调节开关从触点0依次转动到触点3的过程中，灯泡的亮度将如何变化？
【变暗】
（2）假设灯泡的电阻R灯不因温度发生变化，已知R1=R2=R3=1/3R灯,如果调节开关转到触点3时，灯泡的实际功率是多少？
【6W】
图3
6、小华对家中饮水机的工作情况作了调查，他仔细阅读了饮水机说明书如下表，并查看了名牌和工作电路，如图4所示。
当温控开关S1、S2都闭合时，饮水机处于加热状态，此时红灯亮；当水温上升到一定时，S1、S2自动断开，加热器停止工作，此时緑灯亮。
试问：
用电器
额定电压（V）
额定功率（W）
加热器
220
500
红灯
220
4
緑灯
220
1
图4
（1）加热状态时，电路的功率是多少？
为什么只有红灯亮？
【504W,因为S1、S2都闭合，緑灯短路，红灯与加热器在额定电压下正常工作】
（2）保温状态5min消耗的电能是多少？
【300J】
（3）为了节约用电，不饮用开水时你应该怎样做？
【应该切断电源开关】
7、如图5甲、乙、丙是小强家使用的豆浆机的结构、铭牌和简化电路图。
启动自动控制键，豆浆机按下表程序正常工作。
一天，小强将浸泡好的50g黄豆放入滤网内，加入20℃的清水1000mL，3min钟将黄豆磨碎，5min将豆浆煮熟（100℃）。
图5
试问：
⑴若盛水容器是底面积为200cm2的圆柱体，则水对容器底部的压强有多大？
【5×102Pa】
⑵在整个过程中消耗了多少电能？
【2.76×105J】
⑶在加热过程中水和豆浆汁共吸收多少热量？
（视豆浆汁与水比热容相同）【3.528×105J】
8、一只标有“220V100W”的电烙铁，为了使它在不正常工作时的功率仅为25W，某同学使用了一个标有“220V100W”的灯泡，设计了如图6所示的电路．求：
（1）要使电烙铁正常工作，应把开关S拨到______点（选填“1”或“2”）．【略】
（2）电烙铁正常工作时的电阻值．（不考虑温度的影响）【484Ω】
（3）如果把开关S拨到与1接触，猜想1s内可节约多少电能。
说出你猜想的理由．【50J、理由略】
图6
9、如图7所示是一个电热毯电路图。
R0是电热毯中的电阻丝，R1是与电热毯电阻丝串联的定值电阻，电热毯上标有“220V100W”字样，S是控制电热毯处于加热状态和保温状态的开关。
（1）用学过的物理公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？
【加热状态、推理略】
（2）若要求在保温时电流通过电阻丝R0每分钟有60J的电能转化为内能，
电阻R1的阻值是多大？
【4356Ω】
（3）使用电热毯应该注意些什么？
【略】
图7
10、如图8所示，某电热毯只有一个挡位，使用不方便。
小明想用一电阻丝作发热体与其串联，将它改造成有两个挡位的电热毯。
已知原电热毯的额定电压为220V，为了测定它的额定功率，小明把它与一个标有“220V25W”灯泡串联在家庭电路中（如图甲所示），电压表的示数为176V。
（电源电压恒为220V，不考虑温度对电阻阻值的影响）求：
（1）原电热毯的额定功率多大?
【100W】
（2）为了使改造后的电热毯（如图乙所示）在低温挡位
时的总发热功率为原电热毯额定功率的五分之三，
小明需一个阻值多大的电阻丝?
（保留一位小数）【322.7Ω】
（3）改造后的电热毯，在低温挡位时工作10min，R0消
耗多少电能?
【21600J】
图8
11、有一种太阳能路灯（电路如9图），光控开关S，白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上，与触点b接触，给路灯供电。
时控开关S2，晚上12点前与触点c接触，主灯发光，12点后与触点d接触，副灯发光。
主灯为“24V15W”的节能灯，副灯为“24V10W”的节能灯，平均每天各工作6小时。
（1）路灯正常工作一天消耗的电能是多少千瓦时【0.15kW.h】?
（2）已知太阳能电池饭的面积为0.5m2，每平方米平均收集功率为1.5KW，若太阳光照射10小时能使路灯正常工作5天，求太阳能电池板光电转化效率【10﹪】。
（3）请举出这种太阳能路灯的两个优点。
【太阳能路灯的优点：
①采用太阳能电池可以节约电能②主灯和副灯切换工作，也节约电能③太阳能零排放、无污染、取之不尽等】
图9
12、冬天，李霞同学使用电热毯时，发现电热毯有高温档和低温档，她找来说明书，发现电热毯的电路图如图10所示，电热毯工作时电路要么处于A状态：
S1闭合，S2断开，S3接1；要么处于B状态：
S1闭合，S2闭合，S3接2。
⑴判断A、B状态分别对应电热毯哪个档，并说明理由；
【A状态为低温档，理由：
A状态，R1、R2串联，电功率PA=U2/R串，B状态为高温档，R1、R2并联，电功率PB=U2/R并，R串＞R并，所以PA＜PB】
⑵已知电热毯在220V电压下工作时，低温档工作时消耗的功率是48.4W，高温档工作时电路的总电阻是160Ω，试求R1、R2分别为多少？
【R1＝800Ω、R2=200Ω】（已知R1＞R2）
13、小明家最近就安装了一台太阳能、电能两用热水器．如图11所示，铭牌如下：
图11
××牌热水器
型号V-55
额定容积100L
额定电压200V
额定频率50Hz
额定功率1500W
防方等级
（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量?
（1L=10-3m3）
【1.26×107J】
（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间?
（设电能全部转化为热能）【8400s】
（3）在上述
（2）情况下，加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为多少?
【77.8﹪】
（4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点?
（写出一条即可）【节能、环保】
14、冬天，王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）。
图12
（1）图12甲中有定值电阻R2（置于电热毯外部），电热丝R1，请说明要使电热毯处于低温档时，开关S1、S2应处于什么状态?
【S1闭合、S2断开】并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式。
【P＝I2R2＝[U/（R1+R2）]2R2】
（2）图12乙中有两根电热丝R2、R3，请说明要使电热毯处于高温档时，开关S1、S2应处于什么状态?
【S1、S2均闭合】并写出高温档时电热毯发热电功率的表达式。
【P＝（U2/R2）+（U2/R3）】
（3）请指出你认为其中较好的电路，并说明理由。
【较好的电路是乙，因为在甲电路中，低温档时R1要发热，浪费电能。
】
（三）压敏电阻、热敏电阻、光敏电阻的应用
1、传感器是现代自动控制系统的重要器件之一，传感器通常是将感应到的物理量信号转换成电流（或电压）信号，如：
温度传感器、声传感器、光传感器等．现有一压力传感器（可视为一个电阻）．其电阻R随压力F大小的变化面变化．从实验测得R与F的一组数据如下：
压力F/N
0
50
100
150
200
250
电阻R/Ω
300
220
165
120
100
90
（1）根据表中的数据，在图1所示的R--F坐标系中画出电阻R随压力F变化的图像。
【略】
图1
图1
（2）利用表中的数据或R--F的图像．可得到的结论
是：
_______________________________________。
【压力越大，传感器的电阻越小】
（3）请你利用下列器材：
压力传感器R、定值电阻R0（50Ω）、电源（30V）、电压表、开关各一个，导线若干，设计一个电子秤．要求：
在虚线框内画出你所设计的电子秤工作原理的电路图，并简述其工作原理：
【当物体放在秤盘上，传感器的电阻减小，电压表示数变大，电压表示数反映物体质量的多少。
】
2、如图2所示，有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理如图中虚线框里的内容所示。
它主要有四部分构成：
踏板和压力杠杆OAB（可绕O点转动）、定值电阻RO、压力传感器R（其电阻值会随所受压力大小发生变化，变化关系如下表）、显示质量大小的仪表V（实质示一个量程为0~3V的电压表）。
已知OB∶OA＝１∶４，电源电压恒为３Ｖ，忽略踏板、杠杆及压杆的重力，g取 10N/Kg.
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
电阻R/Ω
300
250
200
150
100
50
0
图2
（1）当踏板空载时，电压表的示数为0.75V，求定值电阻RO的大小。
【100Ω】
图2
（2）当某同学站在踏板上时，电压表显示为1.2V，此时压力传感器R的阻值多大？
【150Ω】该同学体重是多少Kg？
【60kg】
3、某电子磅秤原理图如图3（甲）所示，主要部件是杠杆ABO，电流表A和压力传感器（相当于电阻值会随受到的压力大小发生变化的可变电阻），其中杠杆可绕O点转动，且力臂之比AO：
BO＝5：
1，压力传感器的电阻值R随所受到的压力F的关系图像如图15（乙）所示，秤盘与杠杆质量均忽略不计，电源电压9V，R0=60Ω，（取g＝10N／kg）。
求：
（1）该秤的零起点（即秤盘上不放重物时）的刻度线应标在电流表刻度盘的多少mA处?
【25mA】
（2）当电流表示数为30rnA时，秤盘上放的物体的质量为多少kg?
【50kg】
甲
乙
图3
4、图4甲是某电子秤的原理示意图．电压表量程为0~3V（可对应显示质量大小）。
已知电阻R0=60Ω．压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图4乙所示，压力传感器表面能承受的最大压强为2×l06Pa，压杆与压力传感器的接触面积是2cm2。
设托盘和压杆的质量可以忽略不计，电源电压恒定不变。
试求：
（1）该压力传感器能承受的最大压力；【400N】
（2）若要求传感器受到最大压力时，电压表的示数达到最大值，则电源电压是多大？
【6V】
（3）通过计算判断电子秤的刻度是否均匀。
【不均匀】
图4
5、小明设计了一个测量物体质量的“托盘秤”，图5（甲）是其原理示意图，其中托盘上放置物体，压力传感器R的电阻值会随所受压力大小发生变化，杠杆ABO可绕0点转动，电压表的量程为O～3V（可显示质量大小）．已知OB：
BA=1：
2，电阻R0=100Ώ．压力传感器R表面能承受的最大压力为400N，压杆与压力传感器的接触面积为2cm2，压力传感器R的电阻值随所受压力变化的图像如图（乙）所示．电源电压恒定不变，秤达到最大称量时，电压表的示数也达到最大值，托盘和杠杆组件的质量忽略不计．求：
图5
（1）该压力传感器能承受的最大压强；【2×106Pa】
（2）电源电压；【4.5V】
（3）当电压表的示数为I.5V时，托盘上被测物体的质量
（取g=10N／kg）【75kg】
6、图6甲、乙是利用热敏电阻来测量温度的原理图．电源电压均为20V且保持不变，定值电阻R0的阻值为30Ω．则：
（1）图甲中电流表的示数为0．3A时，热敏电阻两端的电压和消耗的功率分别是多少？
【11V】【3.3W】
（2）图乙中电压表的量程为0—15V，热敏电阻R的阻值随温度的变化关系如图丙所示，试求此电路能测量的最高温度．【92℃】
图6
7、热敏电阻广泛应用于控制电路中，其阻值会随环境温度的改变而改变。
图7甲中，电源电压U=6V，
是小量程电流表，其允许通过的最大电流为0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“200Ω0.3A”字样，
为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图7乙所示．闭合开关S，求：
（1）环境温度为10℃、电路中电流为0.0lA
时
两端的电压．【5V】
（2）图甲电路可以正常工作的最高环境温度．【50℃】
图7
8、一传感器（可以看作一纯电阻）上标有”3V，0.9W“字样，为了检测它的电学性能，设计了如图8所示的电路，将它与滑动变阻器串联，滑动变阻器上标有”10Ω，1A“字样。
（1）为确保电路安全，请计算在a、b间所加电压的最大值【6v】。
（2）如果a、b间加4.5V的电压，要使传感器正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻多大？
整个电路消耗的功率多大？
【5Ω】【1.35w】
图8
9、某实验小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图9所示，质量m=0．6kg的小球用一根轻质细金属丝OP悬于O点，AB为一根水平放置的电阻丝，其电阻随长度均匀变化，它与细金属丝始终保持良好接触且无摩擦，Ro=10D为电路保护电阻，已知AB=10cm，且单位长度电阻λ=2Ω／cm，悬挂点O与电阻丝A端的距离为5cm。
无风时细金属丝自然下垂，在A点与电阻丝接触，这时电流表示数为0.5A。
有风时细金属丝将发生偏转，巳知偏转角θ与小球所受风力F满足：
F=mg*tanθ（g取10N／kg．电源电压保持不变，细金属丝的电阻忽略不计）。
求：
（1）电源电压；【15V】
（2）若风力F增大，电流表示数如何变化?
请说明由;
【若风力增大，电流表示数变大，电源电压不变，电阻连入电路的电阻小，故电流表示数变大】
图9
（3）如果将电流表盘面刻度改成风力刻度，那么在1A刻
度处应标上多少牛?
【9N】
10、如图10所示，是红星中学九年级物理课外实践活动小组设计的风力测量仪的电路示意图。
其电源电压U=3V，电路保护电阻R1=20Ω，均匀电阻丝的阻值为R2=10Ω，金属丝（电阻忽略不计）的上端固定在0点，下端系有一块塑料片A，当风从右向左吹动塑料片时，金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触，风力表由电压表改装而成。
⑴无风时，塑料片竖直下垂，电压表示数是多少？
【0V】
电路中的电流是多少？
【0.1A】
图10
⑵风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，电压表的示数是多少？
【1V】
⑶为什么不在电路中串联电流表，把电流表改装成风力表？
【因为电源电压不变，R1与R2串联，无论风力怎样变化，电路中的电流始终不变，所以不能把电流表改装成风力表】
11、研究表明，有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化，物理学中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计，它可以用来测量很高的温度，其原理如图所示。
图中电流表量程为0～15mA（不计其电阻），电源的电压恒为3V，R′为滑动变阻器，金属电阻作为温度计的测温探头，在t≥0℃时其阻值Rt随温度t的变化关系为Rt=100+0.5t（单位为Ω）。
（1）若要把Rt放入温度为0℃处进行测量，使电流表恰好达到满量程电流15mA，则这时滑动变阻器R′接入电路的阻值为多大？
【100Ω】
（2）保持
（1）中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变，当把测温探头Rt放到某待测温度处，电流表的示数恰为10mA，则此时Rt的阻值为多大？
对应的温度为多高？
【200Ω】【200℃】
（3）保持
（1）中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变，当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率为多大？
【0.018W】
（4）若把电流表的电流刻度盘换为对应的温度
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